酸堿平衡與酸

1、2022-5-3Template copyright 2005 1 第六章第六章 酸堿平衡與酸酸堿平衡與酸 堿滴定法堿滴定法 制作：制作：理學(xué)院化學(xué)系理學(xué)院化學(xué)系2022-5-3Template copyright 2005 2 酸酸 堿堿 指指 示示 劑劑 酸酸 堿堿 滴滴 定定 曲曲 線線 酸酸 堿堿 滴滴 定定 法法 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 練練 習(xí)習(xí)2022-5-3Template copyright 2005 3第六節(jié)第六節(jié) 酸堿滴定法酸堿滴定法一、酸堿指示劑一、酸堿指示劑甲基橙甲基橙 Methyl Orange (MO)(CH3)2N(CH3)2N=N=N H=NNSO3-SO3-OH-

2、 H+ 紅紅3.1-4.0(橙橙)-4.4黃黃pKa=3.4變色原理：變色原理：2022-5-3Template copyright 2005 4MOMRPP3.1 4.44.4 6.28.0 9.64.0 pT5.0 pT = pKa9.0常用單一酸堿指示劑常用單一酸堿指示劑百里酚酞百里酚酞: 無色無色 9.4 -10.0(淺藍淺藍) - 10.6藍藍2022-5-3Template copyright 2005 5HIn(H ) (In )(HIn)ccKcHIn(In )(HIn)(H )Kccc變色范圍：變色范圍：+-23HInHIn H OH OIn ()K酸式酸式堿式堿式H-In(

3、In )1(n)1HI10pHcpKcH-In(In )10()1HIn1pHcpKcHInHIn-10(In )11(HIn)1011pKpHpKcc 理論變色點：理論變色點：c(In) = c(HIn)，HInpHpK理論變色范圍：理論變色范圍：HInpH p1K2022-5-3Template copyright 2005 6實際與理論的變色范圍有差別，深色比淺色靈敏。實際與理論的變色范圍有差別，深色比淺色靈敏。 指示劑的變色范圍越窄，指示變色越敏銳。指示劑的變色范圍越窄，指示變色越敏銳。注意：注意： 例：例： pKa 理論范圍理論范圍 實際范圍實際范圍甲基橙甲基橙 3.4 2.44.4

4、 3.14.4甲基紅甲基紅 5.1 4.16.1 4.46.2 酚酞酚酞 9.1 8.110.1 8.010.0百里酚酞百里酚酞 10.0 9.011.0 9.410.62022-5-3Template copyright 2005 7宜少不宜多宜少不宜多, , 看清顏色即可看清顏色即可溫度影響溫度影響pKa , pKa , 影響變色間隔影響變色間隔, , 一般應(yīng)室溫滴定一般應(yīng)室溫滴定無色無色有色，淺色有色，淺色有色有色例：例：甲基紅甲基紅 + + 溴甲酚綠溴甲酚綠5.05.1 5.2暗紅暗紅 灰灰 綠綠用于用于Na2CO3標定標定HCl時指示終點時指示終點2022-5-3Template c

5、opyright 2005 8二、酸堿滴定曲線及指示劑的選擇二、酸堿滴定曲線及指示劑的選擇 滴定曲線：滴定曲線：以滴定劑的加入量（或以滴定劑的加入量（或）為為，溶液，溶液為為作圖，所得的曲線作圖，所得的曲線稱為滴定曲線。（用于指示劑的選擇）稱為滴定曲線。（用于指示劑的選擇） 滴定分數(shù)滴定分數(shù)(T )：T 所加滴定劑的物質(zhì)的量被滴定的組分物質(zhì)的量 選擇指示劑的原則選擇指示劑的原則:指示劑的變色點盡可能與化學(xué)計指示劑的變色點盡可能與化學(xué)計量點接近，以減小滴定誤差。與量點接近，以減小滴定誤差。與滴定突躍范圍有重疊。滴定突躍范圍有重疊。2022-5-3Template copyright 2005 9

6、 一元強堿（酸）滴定一元強酸（堿）一元強堿（酸）滴定一元強酸（堿） 一一元強堿（酸）滴定一元弱酸（堿）元強堿（酸）滴定一元弱酸（堿） 多元弱酸（堿）的滴定多元弱酸（堿）的滴定2022-5-3Template copyright 2005 10 一元強堿（酸）滴定一元強酸（堿）一元強堿（酸）滴定一元強酸（堿）0.1000 molL-1 NaOH溶液滴定溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HCl溶液溶液反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：+-2HOHH O 滴定前滴定前+1(H )0.1000cmol L1.00pH 滴定開始至化學(xué)計量點前滴定開始至化學(xué)計量點前T = 0.00+1V(HCl

7、)V(NaOH)(H )0.1000V(HCl)V(NaOH)cmol L2022-5-3Template copyright 2005 11+13120.0018.00(H )0.10005.26 1020.0018.00mLmLcmol Lmol LmLmL2.28pH 18.00/20.000.900T 誤差誤差 -0.1%+15120.0019.98(H )0.10005.00 1020.0019.98mLmLcmol Lmol LmLmL4.30pH 19.98/20.000.999T 化學(xué)計量點化學(xué)計量點c(H+) = c(OH-) = 1.010-7 molL1 pH = 7.0

8、0 T = 1.0002022-5-3Template copyright 2005 12 化學(xué)計量點后化學(xué)計量點后-1V(NaOH)V(HCl)(OH )0.1000V(NaOH)V(HCl)cmol L誤差 + 0.1%120.0220.00(OH )0.100020.0220.00mLmLcmol LmLmL141+101-511.00 10(H )2.00 10(OH )5.00 10wKmol Lcmol Lcmol L9.70pH 1.001T 2022-5-3Template copyright 2005 13pH1210864200 100 200%滴定百分數(shù)滴定百分數(shù), ,T

9、%9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突躍躍9.0 5.04.09.88.03.1*6.2*4.4PPMRMO 化學(xué)計量點前后化學(xué)計量點前后0.1 甲基橙：滴至甲基橙：滴至甲基紅：滴至甲基紅：滴至酚酞：酚酞： 滴至滴至反過來以反過來以0.1000 molL-1 HCl溶液滴定溶液滴定0.1000 molL-1 NaOH 溶液溶液2022-5-3Template copyright 2005 14 酸堿指示劑選擇的依據(jù)：酸堿指示劑選擇的依據(jù)：指示劑變色范圍全部或一部分落在滴定突躍范圍內(nèi)指示劑變色范圍全部或一部分落在滴定突躍范圍內(nèi) 一般選擇指示劑的變色過程一般選擇指示劑的變色

10、過程或或為好為好 NaOH滴定滴定HCl，指示劑：酚酞，無色，指示劑：酚酞，無色淺粉色淺粉色 HCl滴定滴定NaOH，指示劑：甲基紅，黃色，指示劑：甲基紅，黃色橙色。橙色。 指示劑的指示劑的與化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng) 突躍范圍：突躍范圍：pH 4.30 9.70, 指示劑：指示劑： 酚酞酚酞(8.09.8), 甲基紅甲基紅(4.46.2), 甲基橙甲基橙(3.14.4)2022-5-3Template copyright 2005 150 100 200% pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO5.04.49.06.24.43.1.01molL-1 0.1mol

11、L-1 1molL-1NaOHHCl濃度增大濃度增大10倍，突躍增倍，突躍增加加 2個個pH單單位。位。2022-5-3Template copyright 2005 16 一元強堿（酸）滴定一元弱酸（堿）一元強堿（酸）滴定一元弱酸（堿）0.1000 molL-1 NaOH溶液滴定溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HAc溶液溶液-2HAc OHH O Ac 滴定前：滴定前：HAc+31(H )1.34 10acKc cmol L 2.87pH 滴定開始至化學(xué)計量點前：滴定開始至化學(xué)計量點前： HAc, NaAca(HAc)pHplg(Ac )cKca(HAc)plg(Ac

12、)nKn =2022-5-3Template copyright 2005 17誤差誤差 - 0.1%12119.98mL(Ac )0.10005.00 1020.00mL 19.98mLcmol Lmol L pH = 7.76 T = 0.999 化學(xué)計量點：化學(xué)計量點：NaAc pOH = 5.28， 即即 pH = 8.72 T = 1.00015120.00mL - 19.98mL(HAc)0.10005.00 1020.00mL 19.98mLcmol Lmol L14-14151.0 10(OH )0.050005.3 101.76 10bcKcmol Lmol L2022-5-

13、3Template copyright 2005 18 化學(xué)計量點后：化學(xué)計量點后： NaAc，NaOH(NaOH)V(NaOH)(HAc)V(HAc)(OH )(NaOH)V(HAc)cccV誤差誤差 + 0.1%11-0.1000mol L0.02002L 0.1000mol L0.02000L(OH )0.02002L 0.02000Lc= 510-5 molL-1 pOH = 4.3， 即即 pH = 9.7 T = 1.0012022-5-3Template copyright 2005 190 100 200 T%pH121086420HAc Ac- Ac-+OH-突突躍躍6.24

14、.43.19.78.77.74.35.04.0PPMRMOHAcHCl體系為體系為弱堿溶液，所以弱堿溶液，所以pH7。由于弱酸溶液由于弱酸溶液pH值大于同濃度的強酸，值大于同濃度的強酸，起點起點pH較高較高產(chǎn)生產(chǎn)生Ac的的同離子效應(yīng)，溶液同離子效應(yīng)，溶液pH上升上升較快，滴定曲線較陡較快，滴定曲線較陡溶液溶液緩沖能力最強，曲線變得緩沖能力最強，曲線變得平緩，平緩，溶液溶液失去緩沖能力，曲線變得失去緩沖能力，曲線變得陡直，出現(xiàn)陡直，出現(xiàn)pH突躍突躍曲線與曲線與NaOH滴定滴定HCl曲線完全重合。曲線完全重合。 2022-5-3Template copyright 2005 200 50 100

15、150 200% 6.254.305.286.24.43.1pHNaOHNH3T溶液的溶液的pH值變化由值變化由大到小，與用大到小，與用NaOH滴定滴定HAc的正好相反的正好相反化學(xué)計量點化學(xué)計量點pH V2 : NaOH Na2CO3V1 = V2 : Na2CO3V1 V2 : Na2CO3 NaHCO3V1 = 0 : NaHCO3V2 = 0 : NaOHHCl消耗體積與混合堿組成關(guān)系消耗體積與混合堿組成關(guān)系2022-5-3Template copyright 2005 37 223(HCl)HCl106.0(Na CO )scV ()wm12(HCl) HCl(HCl) 40.00(

16、NaOH)scV () Vwm123(HCl)(HCl) 106.0(Na CO )scVwm213(HCl)(HCl)(HCl) 84.01(NaHCO )scVVwm2022-5-3Template copyright 2005 381 . HAc、NaHCO3、NaH2PO4 的的Ka 分別為分別為1.8 10-5 ，5.6 10-11 和和6.2 10-8。這三種酸的共軛堿在相同濃度下其水溶液。這三種酸的共軛堿在相同濃度下其水溶液堿性由強到弱的順序為堿性由強到弱的順序為 。2. 中和等體積的且有相同中和等體積的且有相同pH的的HCl和和HAc溶液，所需溶液，所需NaOH 的量的量是前者

17、是前者 （ 、=）后者。）后者。3有反應(yīng)：有反應(yīng)：HA + HB = H2B+ + A ，則最強的酸、堿是則最強的酸、堿是 ( )。 A. HA , A B. H2B+ , HB C. H2B+ , A D. HA , HB4某弱酸某弱酸HA在濃度為在濃度為0.50 mol/L時離解度為時離解度為10%；同溫度下，則；同溫度下，則濃度為濃度為0. 05 mol/L的該酸的離解度為的該酸的離解度為( )。 A. 10% B. 1% C. 大于大于10% D. 小于小于10%5298K，某酸某酸HA 0.10 mol/L離解度為離解度為0.1%，則溶液中，則溶液中OH 離子離子濃度為濃度為( )

18、A. 10 3 B. 10 11 C. 10 12 D. 10 10 2022-5-3Template copyright 2005 396. 下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）。）。 (A) 硼酸硼酸B(OH)3分子中分子中(H3BO3)有三個有三個H，因此，它是一個三元因此，它是一個三元酸。酸。 (B) 弱酸的電離常數(shù)越大，則酸越強，其水溶液的酸度越大。弱酸的電離常數(shù)越大，則酸越強，其水溶液的酸度越大。 (C) 電離度越大，電離出電離度越大，電離出H+ 的百分數(shù)越多，則該弱酸的電離常的百分數(shù)越多，則該弱酸的電離常數(shù)就越大。數(shù)就越大。 (D) 對于弱酸溶液，濃度和溫度一定，則電離度

19、越大，酸就越強。對于弱酸溶液，濃度和溫度一定，則電離度越大，酸就越強。7. 用于標定用于標定HCl標準溶液的基準物質(zhì)為（標準溶液的基準物質(zhì)為（）。）。 A. 鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀 B. Zn C. Na2CO3 D. Na2C2O48. 用用NaOH標準溶液滴定同濃度的一元弱酸標準溶液滴定同濃度的一元弱酸 (pKa = 4.75) 時，滴定時，滴定突躍范圍為突躍范圍為7.759.70。若用。若用NaOH標準溶液滴定同濃度的標準溶液滴定同濃度的pKa = 3.75的一元弱酸，則滴定突躍范圍為：（的一元弱酸，則滴定突躍范圍為：（ ）。）。 A. 8.759.70 B. 7.7510.70

20、C. 6.7510.70 D. 6.759.702022-5-3Template copyright 2005 409. 某一試液（可能是某一試液（可能是NaOH、Na2CO3和和NaHCO3中的一種或兩種中的一種或兩種混合物）采用雙指示劑法，在同一錐形瓶中用混合物）采用雙指示劑法，在同一錐形瓶中用HCl標準溶液連標準溶液連續(xù)滴定，若酚酞為指示劑終點消耗續(xù)滴定，若酚酞為指示劑終點消耗HCl的體積為的體積為V1,以甲基橙為以甲基橙為指示劑消耗的指示劑消耗的HCl的體積為的體積為V2，若若V1 V2,則堿試液的組成為：則堿試液的組成為：（ ）。）。 A. Na2CO3 B. NaHCO3 + Na

21、2CO3 C. NaOH + Na2CO3 D. NaHCO3 人體血液中有人體血液中有H2CO3 HCO3-平衡起緩沖作用，設(shè)測得人血的平衡起緩沖作用，設(shè)測得人血的pH = 7.2,測定測定c(HCO3-) = 23 mmol .L-1;且已知血液中的且已知血液中的H2CO3的的pKa1 = 6.1，pKa2 = 10.3。請計算：請計算：(1) H2CO3的濃度；的濃度；(2) HCO3- 和和H2CO3濃度的比值。濃度的比值。 配制氨基乙酸總濃度為配制氨基乙酸總濃度為0.10 mol.L-1, pH = 2.00緩沖溶液緩沖溶液100 ml ，需氨基乙酸多少克？還需要多少需氨基乙酸多少克？還需要多少 1 mol .L-1